【文章內(nèi)容簡介】 井深m地層壓力預測系數(shù)設計鉆井液密度g/cm30500100015002000250030003200340035003600370038007 鉆進參數(shù)設計 鉆頭選型設計：從地質(zhì)部門提供的地層柱狀剖面圖上找出設計所鉆各地層的沉積年代，巖性描述，地層液體等作為鉆頭選型的主要依據(jù)。地層條件包括地層類型、硬度、巖性和層位厚度。另外巖石力學部門對所鉆巖石機械性能室內(nèi)測定給出的硬度、塑性、研磨性和可鉆性等數(shù)據(jù)確定鉆頭類型。、工作原理、適應性有充分的了解，這是合理選擇鉆頭的重要環(huán)節(jié)。、評價，作為鉆頭選型的比較標準，這是合理選擇和使用好鉆頭的重要步驟。 由于缺乏鉆頭選型所需的巖石力學等資料，因此鄰井地層巖性是最重要的鉆頭選型資料，參照《鉆井工程設計》表2812～28161鉆頭選型與地層巖性特性的對應關(guān)系，再結(jié)合相似區(qū)塊的已鉆井鉆頭使用資料評選出該井的鉆頭。下導管井段（0～55m）：FJT4171（井段：0～55m）。一開（55～655m）：FJT517G1（井段：55～655m）。二開（655～3755m）：GP19455EX1（井段：655～2055m）；GP19455EX1（井段：2055～3000m）；G5361（井段：3000～3755m）。 機械破巖參數(shù)設計 鉆壓、轉(zhuǎn)速確定的一般原則鉆壓、轉(zhuǎn)速的選擇取決于所鉆地層巖性，鉆頭自身的力學機械特性，下部鉆具組合。鉆壓（W）、轉(zhuǎn)速（n）選擇的原則：、高轉(zhuǎn)速；、深部地層采用高鉆壓、低轉(zhuǎn)速；～，對不同類型、范圍的鉆頭廠家均有推薦值。、PDC、TSP鉆頭鉆壓、轉(zhuǎn)速選擇按廠家推薦值。，均可以采用高轉(zhuǎn)速。 采用最優(yōu)關(guān)系方程確定W，n根據(jù)Amoco鉆速方程，牙齒（軸承）磨損方程，鉆進目標函數(shù)，由最優(yōu)化公式計算數(shù)學方法可求得機械破碎參數(shù)的最優(yōu)關(guān)系曲線方程。對于軟地層： 下導管井段（井段：0～55m）：根據(jù)江鉆鉆頭使用手冊，取一開（井段：55～655m）：取二開（井段：655～3755m）：GP19455EX ：G536：設計結(jié)果見表機械破碎參數(shù)鉆頭序號鉆頭尺寸mm類型鉆進井段m 地層鉆壓kN轉(zhuǎn)速r/min純鉆h 進尺m機械鉆速m/h0FJT4170～55A151602551FJT517G55～655A～C1247020600302GP19455EX655～2055C～F360～80150+n馬達401400353GP19455EX2055～3000F3～F2K60～80150+n馬達409454G5363000～3750F2K～QJ80120+n馬達40755 水力參數(shù)設計水力參數(shù)對鉆速有著重要的影響。其主要表現(xiàn)在水力破巖作用、水力清巖作用。射流與鉆頭的五個水力參數(shù)為：射流噴速、射流沖擊力、射流水功率、鉆頭水功率和鉆頭壓降。由于和實質(zhì)上是一個參數(shù)，所以在本設計中只計算不計算[3]。本設計主要設計數(shù)據(jù)如下：第一次開鉆（0~655m）設計數(shù)據(jù)：1，F(xiàn)JT517G井深：，。1）確定流量：；由F1300泵水功率特性，選套缸。鉆井采用雙泵。鉆井液流變參數(shù)：。2）計算循環(huán)壓耗：鉆桿內(nèi)流速：；鉆桿外流速：；鉆鋌內(nèi)流速：；鉆鋌外環(huán)空流速：；；；；；，；，，故環(huán)空壓耗：3）計算鉆頭壓降：4）計算當量噴嘴當量直徑：5）計算噴嘴組合：采用三不等徑組合，選?。?。計算功能參數(shù)：；；；；第二次開鉆（655~3755m）鉆頭序號：2，GP19455EX設計數(shù)據(jù)：，。設計方法和步驟同前。設計結(jié)果見表。鉆頭序號：2，GP19455EX設計數(shù)據(jù)：，。設計方法和步驟同前。設計結(jié)果見表。鉆頭序號：3，GP19455EX設計數(shù)據(jù)：，。設計方法和步驟同前。設計結(jié)果見表。鉆頭序號：4，G536設計數(shù)據(jù)：，。設計方法和步驟同前。設計結(jié)果見表。水力參數(shù)設計鉆頭序號鉆頭直徑mm井段m噴嘴直徑mm立管壓力MPa流量L/S鉆頭壓降MPa鉆頭水功率kw鉆頭比水功率W/mm2射流沖擊力KN噴射速度m/sJ1J2J310~6555351752655~947530103947~20552569532055~3000043715943000~375503951598 油氣井壓力控制油氣井壓力控制按照《鉆井井控技術(shù)規(guī)程》（SY/T64262005）、《天然氣井工程安全技術(shù)規(guī)范》（Q/）執(zhí)行。鉆井井口裝置、井控管匯的配套與安裝應當嚴格按照行業(yè)標準《鉆井井控裝置組合配套安裝調(diào)試與維護》(SY/T59642006)的規(guī)定要求執(zhí)行。 一開井口裝置第一次開鉆（一開）時由于鉆達地層較淺，只有幾百米，所以不要求安裝井口防噴裝置，井口裝置簡單。 二開井口裝置由于所設計的井是勘探油氣井，因此井控裝置的要求較高。第二次開鉆（二開）時，安裝一個雙閘板防噴器、一個單閘板防噴器和一個環(huán)形防噴器及安全的壓井和節(jié)流管匯。 井控管匯 二開的井控管匯應滿足要求，以免出現(xiàn)異常情況時能夠很好地實施井控，保證鉆井的安全，防止造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。 井控裝置和套管試壓（1）全套井控裝置應在井控車間用清水按規(guī)定試壓合格后才能送往井場應用，在井場上安裝好后按表的參數(shù)試壓。試壓參數(shù)表開鉆次數(shù)井控裝置和套管型號試壓要求介質(zhì)壓力MPa時間min允許壓降MPa二開環(huán)型防噴器FH2835清水1030≤雙閘板防噴器2FZ2835清水1030≤節(jié)流管匯JGS1Y135清水1030≤壓井管匯YG35清水1030≤套管J55清水1030≤N80清水3530≤注： (1) ， 。（2）各開次井控裝置試壓與套管試壓同時進行。（3）放噴管線按10MPa試壓；穩(wěn)壓時間為30min。（4）鉆開油氣層前、更換井控裝置零部件后以及氣層鉆進中每月應采用堵塞器或試壓塞參照上述有關(guān)要求及條件對井口裝置試壓。 井控設備的安裝要求（1）防噴器必須安裝平正，并用鋼絲繩四角繃緊。（2）液控管匯安裝整齊，車輛跨越處應安過橋蓋板，遠控臺及儲能器安裝在距井口左前方25m以上的專用活動房內(nèi)，距放噴管線或壓井管線應有2m以上距離，并在周圍留有寬度不少于2m的人行通道。遠控臺的電源線、氣源線要單獨連接。儲能器瓶的壓力要始終保持在工作壓力范圍內(nèi)。（3）具有手動鎖緊機構(gòu)的所有閘板防噴器應安裝手動操作桿，靠手輪端應支撐牢固，中心線與鎖緊軸之間的夾角不大于30176。，并掛牌標明開關(guān)方向和圈數(shù)，手動操作桿手輪下方應安裝操作臺。（4）防噴管線和放噴管線應采用專用管材。（5）放噴管線的安裝和固定應符合《鉆井井控規(guī)定實施細則》的要求；放噴管線接出井口75m以上的安全地帶，距各種設施不小于50m，放噴管線出口處具備點火條件，至少在一個主放噴口修建燃燒池。（6）在進入氣層前配備齊全其它鉆具內(nèi)防噴工具，鉆井液處理裝置，并按要求安裝好井控監(jiān)測的儀器、儀表。 中途測試井控要求中途測試與測井前必須進行通井，保證測試工具和測井工具的順利下入。①起、下測試工具前，檢查提升系統(tǒng)、指重表、記錄儀等，確保測試順利進行和準確記錄。②按要求準備好足夠數(shù)量、質(zhì)量合格的鉆井液。③下鉆過程中，由專人記錄返出情況，每5柱記錄1次，并核對與應返出量是否一致，發(fā)現(xiàn)異常立即匯報。④按設計連接好地面測試控制管線及裝置，仔細檢查油、氣、水分離器及計量儀器，要求地面系統(tǒng)符合設計要求、井內(nèi)無異常，才能進行座封。⑤座封前，試關(guān)半封和環(huán)形防噴器一次，作好反灌鉆井液的準備工作，并試灌一次。⑥座封開井后，密切觀察環(huán)空液面，若液面下降，立即向環(huán)空反灌鉆井液，并關(guān)井、解封，準備重新座封。⑦開井后若有天然氣噴出，則應立即點火燃燒；若發(fā)現(xiàn)噴出的流體內(nèi)含有硫化氫，而管柱或地面系統(tǒng)又不抗硫，且又無相應防護工藝措施時，應立即關(guān)井、壓井、解封起鉆。⑧測試完畢后,若鉆具內(nèi)液體排空,應打開循環(huán)閥進行壓井作業(yè)，待井壓穩(wěn)后才能起鉆。⑨起測試管串時，控制上提速度，并及時定量灌入鉆井液，避免抽噴。 測井井控要求（1）測井對井口設備的要求井口有剪切電纜設備，一旦井口失控可以快速剪斷測井電纜，達到立即封井。（2）測井井控預防措施 ①測井施工小隊必須嚴格按測井操作規(guī)程精心組織施工，如果測井作業(yè)超過規(guī)定時間，井隊必須通井循環(huán)鉆井液。如果井內(nèi)復雜，測井儀器在井內(nèi)遇阻卡嚴重時，必須要求井隊通井循環(huán)鉆井液。②在測井過程中，井隊和測井隊派專人井口值班，負責檢查和觀察測井設備的運行情況，注意井內(nèi)鉆井液情況，一旦發(fā)現(xiàn)井口鉆井液出現(xiàn)溢流，立即通知井隊和測井小隊長。③井口一旦發(fā)現(xiàn)輕微的鉆井液溢流時，測井隊在小隊長的組織下，安全、快速將儀器取出井口（同時立即向井隊通報），以便井隊立即采取措施壓井。（3）井口失控應急要求在測井過程中，如果萬一發(fā)生井口失控，立即將測井絞車停車熄火，控制一切火源，在現(xiàn)場的統(tǒng)一指揮下用井口設備剪斷測井電纜或射孔電纜，立即開關(guān)井口。 油氣井控制的主要措施（1）開鉆前必須向全隊職工、鉆井現(xiàn)場的所有工作人員進行地質(zhì)、工程、鉆井液和井控裝備等方面的技術(shù)措施交底，并提出具體要求。（2）嚴格執(zhí)行井控工作九項管理制度，落實溢流監(jiān)測崗位、關(guān)井操作崗位和鉆井隊干部24h值班制度，井控準備工作及應急預案必須經(jīng)驗收合格后，方可鉆開油氣層。（3）各種井控裝備及其它專用工具、消防器材、防爆電路系統(tǒng)配備齊全、運轉(zhuǎn)正常。（4）進入氣層前50～100m對上部裸眼段進行承壓試驗無井漏后并將鉆井液密度逐步調(diào)整至設計要求值；每次起鉆前必須活動方鉆桿旋塞一次，每次起鉆完檢查活動閘板封井器一次，半月活動檢查環(huán)型封井器一次，以保證其正?？煽?。（5）氣層鉆進中，必須在近鉆頭位置安裝鉆具止回閥；接止回閥下鉆每下20～30柱鉆具灌滿鉆井液；鉆臺上配備與鉆具尺寸相符的鉆具止回閥，并配有搶裝止回閥工具；在大門坡道上準備一根防噴單根（鉆桿下部有與鉆鋌扣相符的配合接頭）。（6）必須按班組進行各種工況的防噴演習，并達到規(guī)定要求。（7）嚴格落實坐崗制度，無論鉆進還是起下鉆，或其它輔助作業(yè)，鉆井班都必須落實專人24h坐崗觀察鉆井液池液面變化和鉆井液出口情況，地質(zhì)錄井人員除了在儀表上觀察外，必須對鉆井液池液面變化和鉆井液出口進行定時觀察，定時測量進出口鉆井液性能；兩個崗都必須作好真實準確記錄；值班干部必須對上述兩個崗位工作情況進行定時和不定時檢查，并當班簽認。（8）鉆進中遇到鉆速突然加快、放空、井漏、氣測及油氣水顯示異常等情況，應立即停鉆觀察。如發(fā)生溢流要按規(guī)定及時發(fā)出報警信號，并按正確的關(guān)井程序及時關(guān)井，關(guān)井求壓后迅速實施壓井作業(yè)（并同時上報有關(guān)部門），待井內(nèi)平穩(wěn)后才恢復鉆進。（9）關(guān)井壓力不得超過井口裝置的工作壓力、套管抗內(nèi)壓強度的80%（或按套管試壓值）和地層破裂壓力三者中的最小值。（10）加強井場所有運行設備的檢查和保養(yǎng)，確保設備正常運行。起鉆前必須在井底充分循環(huán)（一周半以上），正常后方可進行起鉆作業(yè)。（11）進入主要氣層后每次起鉆前堅持短起下鉆檢查油氣侵和溢流，嚴格控制起下鉆速度，起鉆必須按規(guī)定灌滿鉆井液。地質(zhì)錄井隊人員和鉆臺坐崗人員必須依次記錄灌入量，并核對與起出鉆具體積是否相符，同時要觀察灌鉆井液的間隙中出口管是否斷流等情況。9 各次開鉆或分井段施工重點要求及注意事項 一開鉆進重點要求及注意事項 ，井段：55～655m。（1）地表為淡水層系，為防污染地表水，要求配漿開鉆，土粉水化時間大于24h，粘度滴流～80s。該地層主要為泥巖和砂巖，且白堊系斜層理十分發(fā)育，要做好防斜和防漏失。（2），要求上扣到位。（3）套管緊好扣，下入井內(nèi)，套管一定要與轉(zhuǎn)盤找正，保證居中，并用水泥固好，以利于以后鉆進和安裝井口。（4）防止井口竄漿：使用高粘切鉆井液，控制好排量，固好防溢管。（5）計算好套管切割位置，保證以后各開次井口的順利安裝。（6）套管頭托盤下部要墊平并用水泥固好。 二開鉆進重點要求及注意事項，井段：655～3750m。本段會鉆穿儲層，根據(jù)鄰井資料可能出現(xiàn)較大漏失層和易塌層，造成井下事故。因此，重點是做好防噴、防漏、防塌和儲層保護工作。（1）優(yōu)選和使用好鉆頭。二開全部選用高效PDC鉆頭，每起出一只鉆頭，必須認真分析，優(yōu)選出適合該地層鉆進的鉆頭型號，確定合理的鉆井參數(shù)和鉆頭使用時間，防止鉆頭事故的發(fā)生。（2）本井段使用小鉆具鉆進，應做好入井鉆具的檢查，堅持定期鉆具探傷、鉆具倒換和錯扣檢查，防止鉆具事故發(fā)生。（3）本井